高中物理-变压器 电能的输送精讲精练
高中物理-变压器电能的输送精讲精练知识点一、理想变压器
1．构造(如图10－2－1所示)
变压器由原线圈、副线圈和闭合铁芯组成．
2．基本关系
(1)电压关系：U1
U2＝
n1
n2.
(2)功率关系：P入＝P出．
(3)电流关系：①只有一个副线圈时：I1
I2＝
n2
n1.
②有多个副线圈时,U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋U n I n.
知识点二、远距离输电
1．输电过程(如图10－2－2所示)
图10－2－2 2．电压损失
(1)ΔU＝U－U′(2)ΔU＝IR
3．功率损失
(1)ΔP＝P－P′(2)ΔP＝I2R＝(P
U)
2R 4．减少输电线上电能损失的方法
(1)减小输电线的电阻R线：由R线＝ρL
S知,可采用加大导线的横截面积、采用电阻率小的
材料做导线．
(2)减小输电导线中的电流：在输电功率一定的情况下,根据P＝UI,要减小电流,必须提高输电电压．
1．在变电站里,经常要用交流电表监测电网上的强电流．所用的器材叫电流互感器,如下图所示中,能正确反映其工作原理的是()
【解析】电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流,因此原线圈的匝数少、副线圈的匝数多,监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中．
【答案】 A
2.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图10－2－3所示,其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U 2和I1分别约为()
A．380 V和5.3 A
B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A
D．240 V和9.1 A
【解析】根据理想变压器电压比关系U1
U2＝
n1
n2,代入数据解得副线圈两端的电压有效值U2
＝380 V,因理想变压器原、副线圈输入和输出的功率相等,即P
入＝P
出
＝U1I1,解得I1＝
2×103
220 A
≈9.1 A,选项B正确,选项A、C、D错误．
【答案】 B
3．图10－2－4是远距离输电的示意图,下列说法正确的是()
A．a是升压变压器,b是降压变压器
B．a是降压变压器,b是升压变压器
C．a的输出电压等于b的输入电压
D．a的输出电压等于输电线上损失的电压
【解析】远距离输电先升压,再降压,选项A正确而B错误；由于电线有电压损失,故a 的输出电压等于b的输入电压与损失的电压之和,选项C、D均错．
【答案】 A
4．如图10－2－5所示,一理想变压器的原副线圈匝数比为5∶1,正弦交流电源的内阻不计,电阻R1＝R2＝4 Ω,R2消耗的功率为P2＝100 W,则()
A．R1消耗的功率为100 W
B．R1、R2中的电流之比为1∶5
C．原线圈两端电压的最大值为100 V
D．交流电源的输出功率等于100 W
【解析】由变压器的功率关系和R1、R2中的电流之比为1∶5,R2中电流为1 A,消耗的功率为4 W,选项B正确,A错误；副线圈的输出电压为20 V,原线圈两端电压的有效值为100 V,最大值为141 V,交流电源的输出功率等于两电阻消耗功率之和,为104 W,选项C、D 错误．【答案】 B
理想变压器基本关系的应用
1.关于理想变压器的四点说明
(1)变压器不能改变直流电压．
(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流,不能改变交变电流的频率．
(3)理想变压器本身不消耗能量．
(4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值．
2．理想变压器的三个制约关系
(1)输入电压U1决定输出电压U2.
(2)输出电流I2决定输入电流I1.
(3)输出功率P2决定输入功率P1.
例题1.如图10－2－6所示,一理想变压器原线圈的匝数n1＝1 100匝,副线圈的匝数n2＝220匝,交流电源的电压u＝2202sin (100πt) V,R为负载电阻,电压表、电流表均为理想电表,则下列说法中正确的是()
A．交流电的频率为100 Hz
B．电压表的示数为44 V
C．电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D．变压器的输入功率大于输出功率
【解析】由交流电源的电压u＝2202sin (100πt) V,可得交流电的频率为50 Hz,选项A 错误．变压器输入电压为220 V,由变压公式知变压器输出电压为44 V,电压表的示数为44 V,选项B正确．根据变压器电流关系知,电流表A1的示数小于电流表A2的示数,选项C错误．根据理想变压器功率关系知,变压器的输入功率等于输出功率,选项D错误．
【答案】 B
【迁移应用】
1．(多选)如图10－2－7,理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1,原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源,副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝220 2 V , ω＝100π rad/s ,则下述结论正确的是( )
A ．副线圈中电压表的读数为55 V
B ．副线圈中输出交流电的周期为1
100 π s C ．原线圈中电流表的读数为0.5 A D ．原线圈中的输入功率为110 2 W
【解析】 副线圈中电压表读数为副线圈电压的有效值U 2＝
n 2U 0
2n 1
＝55 V ,A 对．副线圈中交流电的周期等于原线圈中交流电源电压的周期T ＝2πω＝1
50 s,B 错．原线圈中的电流I 1＝I 2n 2n 1＝U 2n 2Rn 1＝0.5 A,C 对．原线圈中的输入功率P ＝U 0I 1
2
＝110 W,D 错． 【答案】 AC 变压器的动态分析问题
含有变压器的动态电路分析,一是要符合变压器的基本规律(电压、电流、功率关系)；二是要遵循欧姆定律．首先确定是哪些量在变,哪些量不变,然后根据相应的规律判定,具体问题具体分析．
例题2. (多选)如图10－2－8所示,变压器初级线圈接电压一定的交流电,在下列措施中,能使原线圈所接电流表示数变小的是( )
A ．只将S 1从2拨向1
B ．只将S 2从4拨向3
C ．只将S 3从闭合改为断开
D ．只将滑动变阻器R 3的滑动触头下移
【解析】 只将开关S 1从2拨向1时,原线圈的匝数变少,根据电压与匝数成正比,副线圈上的电压增大,则副线圈上的电流增大,所以原线圈上的电流也增大,故A 错误；只将S 2从4拨向3时,副线圈的匝数减少,则副线圈上的电压减小,电流减小,所以原线圈的电流也减小,故B 正确；只将S 3从闭合改为断开时,副线圈上的电阻增大,电流减小,所以原线圈的电流也减小,故C 正确；只将滑动变阻器R 3滑动触头下移时,副线圈的电阻减小,则电流增大,原线圈的电流也增大,故D 错误．
【答案】 BC
【迁移应用】
2．(多选)用电高峰期,电灯往往会变暗,其原理可简化为如下物理问题．如图10－2－9,理想变压器的副线圈上,通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R,原线圈输入有效值恒定的交流电压,当开关S闭合时,以下说法正确的是()
A．灯泡L1两端的电压减小
B．电阻R两端的电压增大
C．副线圈输出电压减小
D．原线圈输入功率减小
【解析】当开关S闭合时,输电线上电流增大,电阻R两端的电压增大,灯泡L1两端的电压减小,选项A、B正确．副线圈输出电压不变,原线圈输入功率增大,选项C、D错误．【答案】AB
远距离输电问题
1.输电线路的特点和组成
为了减少远距离输电过程中的电能损失,一般采用高压输电的模式,先用升压变压器将电压升高,将电输送到用电区后,再用降压变压器将高电压变成用电器所需的电压值,如图10－2－10为输电过程的示意图．
图10－2－10
2．输电过程的电压关系和功率关系
(1)输电过程的电压关系
(2)输电过程功率的关系
例题3.学校有一台应急备用发电机,内阻为r＝1 Ω,升压变压器匝数比为1∶4,降压变压器的匝数比为4∶1,输电线的总电阻为R＝4 Ω,全校22个教室,每个教室用“220 V40 W”的灯6盏,要求所有灯都正常发光,如图10－2－11所示,求：
(1)发电机的输出功率多大？
(2)发电机的电动势多大？
(3)输电线上损耗的电功率多大？
【解析】(1)所有灯都正常工作的总功率为：22×6×40 W＝5280W.
用电器总电流为I2′＝P2′
U2′
＝
5 280
220A＝24 A.
输电线上的电流I1′＝I R＝I2＝I2′
4＝6 A.
降压变压器上U2＝4U2′＝880 V.
输电线上的电压损失为U R＝I R R＝24 V.
因此升压变压器的输出电压为U1′＝U R＋U2＝904 V.
输入电压为U1＝U1′
4＝226 V.
输入电流为I1＝4I1′＝24 A.
所以发电机的输出功率为P
出
＝U1I1＝5 424 W.
(2)发电机的电动势E＝U1＋I1r＝250 V.
(3)输电线上损耗的电功率P R＝I2R R＝144 W.
【答案】(1)5 424W(2)250 V(3)144 W
【迁移应用】
3．(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图10－2－12所示,发电机的输出电压为220 V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作,则()
图10－2－12
A.n1
n2＝n4 n3
B．通过升压变压器原、副线圈电流的频率不同C．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D．若n2增大,则输电线上损失的电压减小
【解析】要使额定电压为220 V的用电器正常工作,n1
n2＜n4
n3,选项A错误；通过升压变压
器原、副线圈电流的频率相同,选项B错误；由于输电线发热损失,升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,选项C正确．若n2增大,则输电线上电流减小,损失的电压减小,选项D正确．
【答案】CD
失分点：交变电流和变压器综合
分析不准确
例题图10－2－13甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1,电阻R＝20 Ω,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电源,输入电压u 随时间t的变化关系如图乙所示．现将S1接1、S2闭合,此时L2正常
发光．下列说法正确的是()
A．输入电压u的表达式u＝202sin(50πt) V
B．只断开S2后,L1、L2均正常发光
C．只断开S2后,原线圈的输入功率增大
D．若S1换接到2后,R消耗的电功率为0.8 W
【失误原因分析】
(1)不能根据图象信息正确得到瞬时值表达式．
(2)含变压器的交变电路的动态分析出现失误．
【解析】由图乙知周期为0.02 s,因此输入电压的表达式为u＝202sin(100πt) V,A错；只断开S2,L1、L2两端的电压小于额定电压,都不能正常发光,B错；只断开S2,负载电阻变大,
功率变小,C错；S1换接到2后,据P＝U2出
R和
U入
U出
＝
n1
n2得R消耗的功率为0.8 W,故选D.
【答案】 D
【即学即用】
如图10－2－14所示,理想变压器原线圈输入电压u＝U m sin ωt,副线圈电路中R0为定值电
阻,R是滑动变阻器．○V1和○V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示；○A1和○A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是()
A．I 1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小
【解析】交流电表的示数为有效值,故A、B两项均错误；P向下滑动过程中,R变小,
由于交流电源、原副线圈匝数不变,U1、U2均不变,所以I2＝
U2
R0＋R
变大,由
I1
I2＝
n2
n1,得I1＝
n2
n1I2变
大,故C项正确,D项错误．【答案】 C
高中物理-电能的输送专题练习
高中物理-电能的输送专题练习 一学习目标 1.通过自主学习知道输电过程中降低输电损耗的两个途径和远距离输电线路的基本构成 2. 通过课上探究会对简单的远距离输电线路进行定量计算 二自主学习 1．电流流过输电导线时,电流的会引起电功率的损失。损失的电功率P=I2R,即在输电线上因发热而损耗的电功率与电阻成正比,与电流的二次方成正比。所以为减小电能输送中损失的电功率,可以通过减小或来实现。 2．由P=UI,在保证输送电功率不变的情况下,必须提高输送,才能减小,从而减小输电线路上的能量损失。即在远距离输电中,必须采用输电。 ３．输电导线有电阻,电流通过输电导线时,会在线路上产生电势降落,致使输电线路末端电压U3比起始端电压U2要低,这就是输电线路上的电压损失?U。 = ４．输送一定功率的电能时,输电电压越高,输电线路中电流,导线因发热而损耗的电能就,输电线路上的电压损失也就。 ５．下列关于电能输送的说法中正确的是( ) A．输送电能的基本要求是可靠、保质、经济 B．减小输电导线上功率损失的惟一办法是采用高压输电 C．减小输电导线上电压损失的惟一方法是增大输电线的横截面积 D．实际输电时,要综合考虑各种因素,如输电功率的大小、距离远近、技术和经济条件等 ６．输电导线的电阻为R,输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电,则两次输电线上损失的功率之比为() A．U1∶U2B．U21∶U22 C．U22∶U21D．U2∶U1 ７．如图1所示为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电,下列表述错误的是()
图1 A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失 B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗 C．在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小 D．高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好 三课上探究 （一）、远距离输电示意图： 人们常把各种形式的能如水能、燃料化学能、核能等,先转化为电能再进行利用,因为电能可以通过电网很方便的传输到远方．电能从发电厂到远方用户的传输过程,可用图表示,其中r表示输电线的总电阻,I表示输电线上的电流 请同学们探究下列问题 1．用户得到的电能与发电厂输出的电能相等吗？ 2．输电线上的热功率的表达式是什么？如何更有效的减小输电线上的热功率？（二）、远距离输电电路中的各种关系 某发电站向远处送电的示意图如图所示,其中各部分的物理量已在图上标注,在这个电路中包括三个回路．
高一物理《变压器》2教案
第四节变压器 【教学目标】 1、了解使用变压器的目的，知道变压器的基本构造，知道理想变压器和实际变压器的区别。 2、知道变压器的工作原理，会用法拉第电磁感应定律解释变压器的变比关系。 3、知道不同种类的变压器。 【教学重点】 变压器的工作原理，互感过程的理解及电压与匝数的关系。 【教学难点】 互感过程的理解，变比关系的推导和理解 【教学方法】 演示、推理、学生实验 【教具】 学生电源、可拆变压器、交流电压表、小灯泡、多用电表（交流电压档） 【教学过程】 引入新课 今天我们要学习的是变压器这一节，在进入新课前，我们来看这样一组数据。 投影：
提问：我们发现不同的用电器所需的额定电压是不同的，但是我国民用供电电压均为220V，怎样才能让这些工作电压不同的用电器正常工作呢？ 回答：用我们今天所要学习的设备――变压器。 演示实验：出示交流电源，用交流电压表（量程10V）测其电压为7V，若想用这个电源来使额定电压为3V的小灯泡正常发光，显然不能直接接电源，我们就可以利用变压器将电源电压降下来后再接灯泡。 现象：灯泡能够正常发光。 这说明变压器是能够改变交流电压的设备。 过渡：为什么变压器会有这样的功能呢？就让我们先从变压器的构造说起。 一、变压器的构造 最典型的变压器是由两个线圈和闭合铁芯构成。 展示可拆变压器，左右各有一个线圈套在铁芯上，其中一个与电源相连的称为原线圈（或初级线圈），另一个与用电器相连的称为副线圈（或次级线圈）。线圈是由绝缘的导线绕制的。闭合的铁芯是由涂有绝缘漆的薄硅钢片叠加而成的。线圈与铁芯彼此绝缘。 投影：变压器的示意图，原副线圈的匝数一般是不同的，n1和n2分别表示原线圈和副线圈的匝数，U1和U2表示原线圈和副线圈的端电压。 提出疑问：从前面的实验中看到灯泡能够发光，说明副线圈两端是有电压的，但是线圈和铁芯彼此绝缘，不可能将原线圈的电能直接传送到副线圈来，那么这个电压是如何产生的呢？ 其实变压器也是法拉第电磁感应现象的一种应用，我们可以具体来分析变压器是如何工作的。 二、变压器的工作原理 分析：把交变电压加在原线圈上，原线圈中的交变电流产生交变的磁场，将铁芯磁化并在铁芯中产生交变的磁通量，这个交变的磁通量不但穿过原线圈，也穿过副线圈，所以也在副线圈中激发感应电动势。如果副线圈两端连着用电器，副线圈中就会产生交变电流。这一
高二物理电磁学综合试题
高二物理电磁学综合试题 第Ⅰ卷选择题 一.选择题：（本题共10小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个 选项正确，有的小题有多个选项正确，全对得3分，漏选得1分，错选、不选得0分） １、下列说法不符合 ．．．物理史事的是（） Ａ、赫兹首先发现电流能够产生磁场，证实了电和磁存在着相互联系 Ｂ、安培提出的分子电流假说，揭示了磁现象的电本质 Ｃ、法拉第在前人的启发下，经过十年不懈的努力，终于发现电磁感应现象 Ｄ、19世纪60年代，麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在 ２、图1中带箭头的直线是某电场中的一条电场线，在这条直线上有a、b两点，若用 E a、E b表示a、b两点的场强大小，则（） Ａ、a、b两点的场强方向相同 Ｂ、电场线是从ａ指向ｂ，所以有E a＞E b Ｃ、若一负电荷从b点逆电场线方向移到ａ点，则电场力对该电荷做负功 Ｄ、若此电场是由一负点电荷所产生的，则有E a＜E b ３、质量均为ｍ、带电量均为＋ｑ的Ａ、Ｂ小球，用等长的绝缘细线悬在天花板上的同一点，平衡后两线张角为２θ，如图２所示，若Ａ、Ｂ小球可视为点电荷，则Ａ小球所在处的场强大小等于（） Ａ、mgsinθ/q Ｂ、mgcosθ/q Ｃ、mgtgθ/q Ｄ、mgctgθ/q ４、如图３所示为某一LC振荡电路在某时刻的振荡情况，则由此可知，此刻（）Ａ、电容器正在充电 Ｂ、线圈中的磁场能正在增加 Ｃ、线圈中的电流正在增加 Ｄ、线圈中自感电动势正在阻碍电流增大 是（） A、它的频率是50H Z Ｂ、电压的有效值为311V Ｃ、电压的周期是 002s Ｄ、电压的瞬时表达式是u=311 sin314t v 图３ －311 311 u/v 0 1 2 t/10－2s 图４ ａｂ 图１ B 图２ A θθ q q
高中物理电磁学知识点
二、电磁学 （一）电场 1、库仑力：221r q q k F = (适用条件：真空中点电荷) k = ×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。 定义式： q F E = 单位： N / C 点电荷电场场强 r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势，电势能： q E A 电 =?，A q E ?=电 顺着电场线方向，电势越来越低。 4、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量：
20 2 2022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角 20 mdv qUL v v tg x y ==θ 8、电容器的电容： c Q U = 电容器的带电量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 电压不变 电量不变 （二）直流电路 1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs (n 是单位体积电子个数，) 2、电阻定律： 电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m 3、串联电路总电阻： R=R 1+R 2+R 3 电压分配 2121R R U U =，U R R R U 2 111+= 功率分配 2121R R P P =，P R R R P 2 111+= 4、并联电路总电阻： 3 211111R R R R ++= （并联的总电阻比任何一个分电阻小） 两个电阻并联 2 121R R R R R += 并联电路电流分配 1221I R I R =，I 1=I R R R 2 12+ S l R ρ =
高中物理：电能的输送练习题
高中物理：电能的输送练习题 1.输电导线的电阻为R，输送电功率为P。现分别用U 1和U 2 两种电压来输电，则两次 输电线上损失的功率之比为( ) A.U 1∶U 2 B.∶ C.∶ D.U 2∶U 1 【解析】选C。由P=UI，P 损=I2R可得P 损 =，所以输电线上损失的功率与输送电 压的二次方成反比，C项正确。 【易错提醒】本题容易误将U 1、U 2 当成导线上的电压而误用公式P 损 =导致误选B 项。 2.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( ) A. B. C.2P D.4P 【解析】选A。在高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R， 则输电线上损耗的电功率为P=()2R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的 电功率变为原来的，故选A。 【补偿训练】(多选)在电能输送过程中，输送电功率一定，则在输电线上的功率损失( ) A.随输电线电阻的增大而增大 B.与输送电压的平方成正比 C.与输电线上电压损失的平方成正比 D.与输电电流的平方成正比
【解析】选A、C、D。输电线上的功率损失ΔP=I2R，故A项正确；电压损失 ΔU=U-U′=IR，输电电流I=，所以ΔP=I2·R==()2R，可见在输送功率P一定时，ΔP与I2成正比，与ΔU2成正比。C、D项正确，B项错误。 3.如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( ) A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 【解题指南】解答本题应从以下三点进行分析： (1)变压器不改变交流电的频率。 (2)搞清楚交流电最大值与有效值之间的关系。 (3)知道输电线路上电流大小的决定因素。 【解析】选D。由图乙可知交流电的周期为0.02s，频率为50 Hz，则A错误；发电 机输出电压的有效值是V，则B错误；输电线上的电流由用户消耗的功率及降压变压器原副线圈的匝数比共同决定，则C错误；当用户用电器的总电阻增大时，设降 压变压器副线圈两端的电压为U 4，则U 4 没变，由P=知，用户消耗功率变小，降压 变压器输入功率变小，设降压变压器原线圈电压为U 3，又P 入 =I 线 U 3 ，U 3 没变，I 线 变 小，P 线=R 线 ，R 线 未变，则输电线上损失的功率减少，故D正确。 4.发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和
高中物理：变压器练习题
高中物理：变压器练习题 1.如图所示四个电路,能够实现升压的是( ) 【解析】选D。变压器只能对交变电流变压,不能对直流电变压,故A、B错误。由于电压与线圈匝数成正比,所以D项能实现升压。 2.一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则( ) A.U=66V,k= B. U=22V,k= C.U=66V,k= D.U=22V,k= 【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析： (1)掌握变压器的功率、电压、电流关系。 (2)根据变压器的匝数比推出原、副线圈的电流比,求得k值。 (3)根据变压器的电压关系和电路的特点求得电压。 【解析】选A。由于变压器的匝数比为3∶1,可得原、副线圈的电流比为1∶3,根据 P=I2R可知原、副线圈中电阻R的功率之比k=,由=,其中U 2=U,则U 1 =3U,结合原、 副线圈的电流比为1∶3,可得原线圈中电阻R上的电压为,所以有3U+=220V,得
U=66V,故选项A正确。 【补偿训练】如图所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压—时间图 像。原、副线圈匝数比n 1∶n 2 =10∶1,串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为1A, 则( ) A.变压器原线圈所接交流电压的有效值为311 V B.变压器输出端所接电压表的示数为22V C.变压器输出端交变电流的频率为50 Hz D.变压器的输出功率为220W 【解析】选C。变压器原线圈所接交流电压的有效值为U 1 =V=220 V,选项A错误； 变压器输出端所接电压表的示数为U 2=U 1 =×220V=22 V,选项B错误；变压器输 出端交变电流的频率为f=Hz=50 Hz,选项C正确；变压器的输出功率等于输入功 率,P=U 1I 1 =220×1W=220 W,选项D错误。故选C。 3.(多选)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
高中物理电磁学和光学知识点公式总结大全
高中物理电磁学知识点公式总结大全 来源:网络作者:佚名点击:1524次 高中物理电磁学知识点公式总结大全 一、静电学 1.库仑定律，描述空间中两点电荷之间的电力 ，， 由库仑定律经过演算可推出电场的高斯定律。 2.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电场 ， 导体表面电场方向与表面垂直。电力线的切线方向为电场方向，电力线越密集电场强度越大。 平行板间的电场 3.点电荷或均匀带电球体间之电位能。本式以以无限远为零位面。 4.点电荷或均匀带电球体在空间中形成之电位。 导体内部为等电位。接地之导体电位恒为零。 电位为零之处，电场未必等于零。电场为零之处，电位未必等于零。 均匀电场内，相距d之两点电位差。故平行板间的电位差。 5.电容，为储存电荷的组件，C越大，则固定电位差下可储存的电荷量就越大。电容本身为电中性，两极上各储存了+q与-q的电荷。电容同时储存电能，。 a.球状导体的电容，本电容之另一极在无限远，带有电荷-q。 b.平行板电容。故欲加大电容之值，必须增大极板面积A，减少板间距离d，或改变板间的介电质使k变小。 二、感应电动势与电磁波 1.法拉地定律：感应电动势。注意此处并非计算封闭曲面上之磁通量。 感应电动势造成的感应电流之方向，会使得线圈受到的磁力与外力方向相反。 2.长度的导线以速度v前进切割磁力线时，导线两端两端的感应电动势。若v、B、互相垂直，则 3.法拉地定律提供将机械能转换成电能的方法，也就是发电机的基本原理。以频率f 转动的发电机输出的电动势，最大感应电动势。 变压器，用来改变交流电之电压，通以直流电时输出端无电位差。 ，又理想变压器不会消耗能量，由能量守恒，故 4.十九世纪中马克士威整理电磁学，得到四大公式，分别为 a.电场的高斯定律 b.法拉地定律 c.磁场的高斯定律 d.安培定律 马克士威由法拉地定律中变动磁场会产生电场的概念，修正了安培定律，使得变动的电场会产生磁场。e.马克士威修正后的安培定律为 a.、 b.、 c.和修正后的e.称为马克士威方程式，为电磁学的基本方程式。由马克士威方程式，预测了电磁波的存在，且其传播速度。 。十九世纪末，由赫兹发现了电磁波的存在。 劳仑兹力。 右手定则：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁力线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向
高中物理电学实验专题(经典)
电学实验(经典) 实验设计的基本思路 （一）电学实验中所用到的基本知识 电学实验中，电阻的测量（包括变形如电表内阻的测量）、测电源的电动势与内电阻是考查频率较高的实验。它们所用到的原理公式为： Ir U E I U R +== ,。 可见，对于电路中电压U 及电流I 的测量是实验的关键所在，但这两个量的直接测量和间接测量的方法却多种多样，在此往往也是高考试题的着力点之处。 1．电路设计原则：正确地选择仪器和设计电路的问题，解决时应掌握和遵循一些基本的原则，即“安全性”、“方便性”、“精确性”原则，兼顾“误差小”、“仪器少”、“耗电少”等各方面因素综合考虑，灵活运用。 （1）正确性：实验原理所依据的原理应当符合物理学的基本原理。 （2）安全性：实验方案的实施要安全可靠，实施过程中不应对仪器及人身造成危害。要注 意到各种电表均有量程、电阻均有最大允许电流和最大功率，电源也有最大允许电流，不能烧坏仪器。 （3）方便性：实验应当便于操作，便于读数，便于进行数据处理。 （4）精确性：在实验方案、仪器、仪器量程的选择上，应使实验误差尽可能的小。 2．电学实验仪器的选择： （1）选择电表：首先保证流过电流表的电流和加在电压表上的电压均不超过使用量程，然后合理选择量程，务必使指针有较大偏转（一般要大于满偏度的1/3），以减少测读误差。 （2）选择滑动变阻器：注意流过滑动变阻器的电流不超过它的额定值，对大阻值的变阻器，如果是滑动头稍有移动，使电流、电压有很大变化的，不宜采用。 （3）应根据实验的基本要求来选择仪器，对于这种情况，只有熟悉实验原理，才能作出恰当的选择。总之，最优选择的原则是：方法误差尽可能小；间接测定值尽可能有较多的有效数字位数，直接测定值的测量使误差尽可能小，且不超过仪表的量程；实现较大范围的灵敏调节；在大功率装置（电路）中尽可能节省能量；在小功率电路里，在不超过用电器额定值的前提下，适当提高电流、电压值，以提高测试的准确度。
高中物理试题：变压器
变压器专题练习题 1.对于理想变压器下，下列说法中正确的是 ( ) A.原线圈的输入功率，随副线圈输出功率增大而增大 B.原线圈的输入电流随副线圈输出电流的减小而增大 C.原线圈的电压，不随副线圈输出电流变化而变化 D.当副线圈电流为零时，原线圈电压为零 2.一个正常工作的理想变压器原副线圈中，下列哪个物理量不一定相等 ( ) A.交流的频率 B.电流的有效值 C.电功率 D.磁通量的变化率 3.如图所示，理想变压器的输入端电压 u=311 sin100 πt(V) ，原副线圈的匝数之比为:n1 :n2=10:1 ；若图中电流表读数为 2 A ，则 ( ) A.电压表读数为 220 V B.电压表读数为 22 V C.变压器输出功率为 44 W D.变压器输入功率为 440 W 4.如图所示， M 为理想变压器，电源电压不变，当变阻器的滑动头 P 向上移动时，读数发生变化的电表是 ( ) A.A1 B.A2 C.V1 D.V2 5.图所示，为理想变压器所接电源电压的波形，已知原，副线圈的匝数之比 n1: n2=10:1 ，串联在原线圈电路中的电流表的示数为1 A ，下列说法正确的为 ( ) A.变压器输出端所接电压表的示数为 222 V B.变压器的输出功率为 220 W
C.若 n1=100 匝，则穿过变压器每匝副线圈的磁通量的变化率的 最大值为 2.2 2Wb/s D.变压器输出的交流电的方向，每秒钟改变 100 次 6.如图所示，一理想变压器初次级线圈的匝数比为3:1，次级接 三个相同的灯泡，均能正常发光，初级线圈中串有一个相同的灯泡L， 则 ( ) A.灯L也能正常发光 B.灯L比另三灯都暗 C.灯L将会被烧坏 D.不能确定 7.图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压 器的铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量 都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知圈1、2的 匝数之比为N1:N2=2:1，在不接负载的情况下 ( ) A.当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为110V B.当线圈1输入电压220V，线圈2输出电压为55V C.当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为220V D.当线圈2输入电压为110V时，线圈1电压为110V 8.如图所示，某理想变压器的原副线圈的匝数均可调节，原线 圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其他条件不变的情况 下，为了使变压器输入功率增大，可使 ( ) A.原线圈匝数n1增加 B.副线圈匝数n2增加 C.负载电阻R的阻值增大 D.负载电阻R的阻值减小 9.一个理想变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2，正 常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2，I1和I2，P1 和P2，已知n1＞n2，则（） A.U1＞U2，P1＜P2 B.P1=P2，I1＜I2 C.I1＜I2，U1＞U2 D.P1＞P2，I1＞I2
高中物理电磁学经典例题
高中物理典型例题集锦 (电磁学部分) 25、如图22-1所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板 的中央各有小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N三点在同一竖直线上)，空气阻力不计，到达N点时速度恰好 为零，然后按原路径返回。若保持两板间的电压不变，则： A.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 B.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落仍能返回。 C.若把A板向上平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过 N孔继续下落。 图22-1 D.若把B板向下平移一小段距离，质点自P点下落后将穿过N 孔继续下落。 分析与解：当开关S一直闭合时，A、B两板间的电压保持不变，当带电质点从M向N 运动时，要克服电场力做功，W=qU AB，由题设条件知：带电质点由P到N的运动过程中，重力做的功与质点克服电场力做的功相等，即：mg2d=qU AB 若把A板向上平移一小段距离，因U AB保持不变，上述等式仍成立，故沿原路返回， 应选A。 若把B板下移一小段距离，因U AB保持不变，质点克服电场力做功不变，而重力做功 增加，所以它将一直下落，应选D。 由上述分析可知：选项A和D是正确的。 想一想：在上题中若断开开关S后，再移动金属板，则问题又如何(选A、B)。 26、两平行金属板相距为d，加上如图23-1(b)所示的方波形电压，电压的最大值为U0，周期为T。现有一离子束，其中每个 离子的质量为m，电量为q，从与两板 等距处沿着与板平行的方向连续地射 入两板间的电场中。设离子通过平行 板所需的时间恰为T(与电压变化周图23-1 图23-1(b)
高中物理20种电磁学仪器
高中物理20 种电磁学仪器 1. 电视机原理 1. 电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的. 电子束经过电压为U的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示. 磁场方向垂直于圆面. 磁场区的中心为O，半径为r. 当不加磁场时，电子束将通过O点而打到屏幕的中心M点. 为了让电子束射到屏幕边缘P，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度 B 应为多少？ 解析：如图所示，电子在磁场中沿圆弧ab 运动，圆心为O，半径为R，以v 表示电子进入磁= 场时的速度，m、e 分别表示电子的质量和电荷量，则 1 2 eU mv 2 evB 2 mv R 又有tan 2 r R 由以上各式解得： B 1 2mv r e tan 2 2. 电磁流量计 2. 电磁流量计广泛应用于测量可导电液体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）．为了简化，假设流量计是如图所示的横截面为长方形的一段管道．其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c．流量计的两端与输送流体的管道相连接（图中虚线）．图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料．现于流量计所在处加磁感应强度 B 的匀强磁场，磁场方向垂直前后两面．当导电流体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R 的电流表的两端连接，I 表示测得的电流值．已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（） A. I c bR B a B. I b aR B c
C. I cR a B b D. I R bc B a 2. 质谱仪 3. 如图是测量带电粒子质量的仪器工作原理示意图。设法使某有机化合物的气态分子导 入图中所示的容器 A 中，使它受到电子束轰击，失去 一个电子变成正一价的分子离子。分子离子从狭缝s1 以很小的速度进入电压为U 的加速电场区（初速不 计），加速后，再通过狭缝s2、s3 射入磁感强度为 B 的匀强磁场，方向垂直于磁场区的界面PQ。最后，分 子离子打到感光片上，形成垂直于纸面而且平行于狭 缝s3 的细线。若测得细线到狭缝s3 的距离为d，试 导出分子离子的质量m的表达式。 解析：以m、q 表示离子的质量电量，以v 表示离子从狭缝s2 射出时的速度，由功能关系可得 射入磁场后，在洛仑兹力作用下做圆周运动，由牛顿定律可得 式中R为圆的半径。感光片上的细黑线到s3 缝的距离d＝2R 解得 4. 磁流体发电 3. 磁流体发电是一种新型发电方式，图1 和图 2 是其工作原理示意图。图1 中的长方体是发电导管，其中空部分的长、高、宽分别为l 、a、b，前后两个侧面是绝缘体，上下两个 侧面是电阻可略的导体电极，这两个电极与负载电阻R1相连。整个发电导管处于图 2 中磁
人教版高中物理选修3-2交变电流与电能的输送测试题
高中物理学习材料 （马鸣风萧萧**整理制作） 交变电流与电能的输送测试题 时间：100分钟 满分：100分 一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小 题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分。） 1、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当线圈通过中性面时（ ） A. 线圈平面与磁感线方向垂直 B. 通过线圈的磁通量达到最大值 C. 通过线圈的磁通量变化率达到最大值 D. 线圈中的电动势为零 2、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为N 1: N 2=3:1，图中四个灯泡完全相同，当 L 2、L 3、L 4正常发光时，则L 1（ ） A.一定正常发光 B.实际功率小于额定功率 C.实际功率大于额定功率 D.条件不足无法确定 3、如图所示，理想变压器初、次级线圈分别接有完全相同的灯泡A 、B ，且初、次级线圈的 匝数之比N 1: N 2=2:1，交流电源电压为U ，则灯B 两端的电压为（ ） A.U /2 B.2U C.U /5 D.2U /5 4、一理想变压器，原线圈匝数为N 1，两个副线圈的匝数分别为N 2、N 3，三个线圈中的电流 分别为I 1、I 2、I 3，电压分别为U 1、U 2、U 3，如图所示，下面关系中正确的是（ ） A.2121N N U U =；3131N N U U = B. 1221N N I I =；13 31N N I I =
C.332211U I U I U I += D.332211I N I N I N += 5、如图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形。原、副线圈匝数比n 1∶n 2=10：1，串联在 原线圈电路中电流表的示数为1A ，下列说法正确的是( ) A ．变压器输出端所接电压表的示数为202V B ．变压器的输出功率为200W C ．变压器输出端的交流电的频率为50Hz D ．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为2 220n Wb/s 6、一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图所示．下面说法中正确的是：（ ） A ．t 1时刻通过线圈的磁通量为零 B ．t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C ．t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D ．每当e 变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大 7、在远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，所用导线电阻率为ρ，横截面积为S ，总长度为L ，输电线损耗的电功率为P ′，用户得到的电功率为P 用，则P ′、P 用的关系式正确的是: （ ） A ．L S U P ρ2=' B ．S U L P P 22ρ=' C ．L S U P P ρ2 -=用 D ．)1(2S U L P P P ρ-=用 8、如下图所示，A 、B 、C 、D 是四个相同的白炽灯，都处于正常发光状态，则图中ab 、cd 两端电压U 1与U 2之比是：（ ） A ．3∶1 B ．4∶1 C ．3∶2 D ．2∶1 9、理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2，输电线的等效电阻为R ，开始 时，开关S 是断开的，如下图所示，在S 接通后，以下说法错误的是（ ） A. 灯泡L 1两端的电压减小 B. 通过灯泡L 1的电流增大 C. 原线圈中的电流增大 D. 变压器的输入功率增大 10．远距离输送交流电都 采用高压输电．我国正在研究用比330千伏高得多的电压进行输 05 0.01 t /s 0.02 2002 -2002
高中物理之变压器知识点
高中物理之变压器知识点 理想变压器是高中物理中的一个理想模型，它指的是忽略原副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器。实际生活中，利用各种各样的变压器，可以方便的把电能输送到较远的地区，实现能量的优化配置。在电能输送过程中，为了达到可靠、保质、经济的目的，变压器起到了重要的作用。 变压器 理想变压器的构造、作用、原理及特征 构造：两组线圈（原、副线圈）绕在同一个闭合铁芯上构成变压器。 作用：在输送电能的过程中改变电压。 原理：其工作原理是利用了电磁感应现象。 特征：正因为是利用电磁感应现象来工作的，所以变压器只能在输送交变电流的电能过程中改变交变电压。 理想变压器的理想化条件及其规律 在理想变压器的原线圈两端加交变电压U1后，由于电磁感应的原因，原、副线圈中都将产生感应电动势，根据法拉第电磁感应定律有：
忽略原、副线圈内阻，有U1＝E1，U2＝E2 另外，考虑到铁心的导磁作用而且忽略漏磁，即认为在任意时刻穿过原、副线圈的磁感线条数都相等，于是又有 ，由此便可得理想变压器的电压变化规律为。在此基础上再忽略变压器自身的能量损失（一般包括线圈内能量损失和铁芯内能量损失这两部分，分别俗称为“铜损”和“铁损”），有P1=P2 而P1=I1U1，P2=I2U2，于是又得理 想变压器的电流变化规律为 由此可见： （1）理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别，忽略变压器自身的能量损耗（实际上还忽略了变压器原、副线圈电路的功率因数的差别。） （2）理想变压器的规律实质上就是法拉第电磁感应定律和能的转化与守恒定律在上述理想条件下的新的表现形式。 规律小结 （1）熟记两个基本公式 即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数
高中物理电学实验专题知识讲解
物理电学实验专题 一、伏安法测电阻及拓展 1.下表中选出适当的器材，试设计一个测量阻值约为15k Ω的电阻的电路。要求方法简捷，R X 两端电压能从0开始变化，要求有尽可能高的精确度。 电流表A 1：量程1mA 内阻约50Ω； 电流表A 2：量程300A μ 内阻约300Ω 电流表A 3：量程100A μ 内阻约500Ω；电压表V 1：量程10V 内阻约15K Ω 固定电阻：R 0=9990Ω； 电流表G ：I g =300A μ、R g =10Ω。 滑动变阻器R 1： 阻值约50Ω；额定电流为1A 滑动变阻器R 2： 阻值约100K Ω 额定电流为0.001A 电池组：E=3V ；内阻小但不可忽略； 开关，导线若干 2. 两块电压表测电阻 用以下器材测量一待测电阻R x 的阻值（900～1000Ω）： 电源E ，具有一定内阻，电动势约为9.0V ； 电压表V 1，量程为1.5V ，内阻r 1＝750Ω； 电压表V 2，量程为5V ，内阻r 2＝2500Ω； 滑线变阻器R ，最大阻值约为100Ω； 单刀单掷开关K ，导线若干。 （1）测量中要求电压表的读数不小于其量程的3 1 ，试画出测量电阻R x 的 一种实验电路原理图（原理图中的元件要用题图中相应的英文字母标注）。 （2）根据你所画的电路原理图在题给的实物图上画出连线。 （3）若电压表V 1的读数用U 1表示，电压表V 2的读数用U 2表示，则由已知量和测得量表示R x 的公式为R x ＝_________________。 3. 两块电流表测电阻 从下表中选出适当的实验器材，设计一电路来测量电流表A 1的内阻r 1。要求方法简捷，有尽可能高的测量精度，器材代号 规格 电流表（A 1） 量程100mA ，内阻r 1待测（约40Ω） 电流表（A 2） 量程500uA ，内阻r 2＝750Ω 电压表（V ） 量程10V ，内阻r 3=10k Ω 电阻（R 1） 阻值约100Ω，作保护电阻用 滑动变阻器（R 2） 总阻值约50Ω 电池（E ） 电动势1.5V ，内阻很小 开关（K ） 导线若干 （2）若选测量数据中的一组来计算r 1，则所用的表达式r 1＝________________，式中各符号的意义是____________________________________。 4.现有实验器材如下： 电池E ，电动势约10V ，内阻约1Ω 电流表A 1，量程300mA ，内阻r 1约为5Ω 电流表A 2，量程10A ，内阻r 2约为0.2Ω 电流表A 3，量程250mA ，内阻r 3约为5Ω 电阻箱R 0，最大阻值999.9Ω，阻值最小改变量为0.1Ω 滑动变阻器R 1，最大阻值100Ω，开关及导线若干 要求用图1所示电路测定图中电流表A 的内阻 （1）在所给的三个电流表中，哪几个可用此电路精确测定其电阻？ （2）在可测的电流表中任选一个作为测量对象，简要写出按电路图的主要连接方法． A A ′ R 1 R 0
高二物理 变压器典型例题解析
【*例1】一只电阻、一只电容器、一只电感线圈并联后接入手摇交流发电机的输出端．摇动频率不断增加，则通过它们的电流I R、I C、I L如何改变 [ ] A．I R不变、I C增大、I L减小 B．I R增大、I C增大、I L减小 C．I R增大、I C增大、I L不变 D．I R不变、I C增大、I L不变 解答：应选C． 点拨：手摇发电机的磁场、线圈形状和匝数都是不变的，输出电压与频率成正比．纯电阻电路中，电阻R与频率无关，I R＝U/R，所以I R与频率成正比；纯电容电路中，容抗X C＝1/2πfC，I C＝U/X C＝2πfCU，与频率的二次方成正比；纯电感电路中，X L＝2πfL，I L＝U/X L＝U/2πfL，与频率无关． 【例2】图18－17为理想变压器，它的初级线圈接在交流电源上，次级线圈接在一个标有“12V 100W”的灯泡上．已知变压器初、次级线圈匝数之比为18∶1，那么灯泡正常工作时，图中的电压表读数为________V，电流表读数为________A． 解答：由公式U1/U2＝n1/n2，得U1＝U2n1/n2＝216(V)； 因理想变压器的初、次级功率相等， 所以I1＝P1/U1＝P2/U2＝0.46(A) 即电压表、电流表读数分别为216V、0.46A． 点拨：分析理想变压器问题时应注意正确应用电压关系和电流关系、特别是初、次级功率相等的关系． 【例3】如图18－18所示，甲、乙两电路是电容器的两种不同的接法，它们各在什么条件下采用？应怎样选择电容器？
点拨：关键是注意容抗与交流电的频率成反比．甲应是电容较大的电容器，乙应是电容较小的电容器． 参考答案 甲是电容较大的电容器通交流，阻直流、乙是电容较小的电容器通直流，去掉交流． 【例4】如图18－19所示，理想变压器的两个次级线圈分别接有“24V 12W”、“12V 24W”的灯泡，且都正常发光，求当开关断开和闭合时，通过初级线圈的电流之比． 点拨：关键是初、次级功率始终相等． 参考答案：1∶3． 跟踪反馈 1．如图18－20所示，一平行板电容器与一个灯泡串联，接到交流电源上，灯泡正常发光，下列哪种情况可使灯泡变暗 [ ] A．在电容器两极间插入电介质 B．将电容器两板间的距离增大 C．错开电容器两极的正对面积 D．在电容器两极间插入金属板(不碰及极板) 2．关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是 [ ] A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过
(完整版)高中物理电磁学知识点
二、电磁学 （一）电场 1、库仑力：2 2 1r q q k F = (适用条件：真空中点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力恒量 电场力：F = E q (F 与电场强度的方向可以相同，也可以相反) 2、电场强度： 电场强度是表示电场强弱的物理量。 定义式： q F E = 单位： N / C 点电荷电场场强 r Q k E = 匀强电场场强 d U E = 3、电势，电势能： q E A 电=?，A q E ?=电 顺着电场线方向，电势越来越低。 4、电势差U ，又称电压 q W U = U AB = φA -φB 5、电场力做功和电势差的关系： W AB = q U AB 6、粒子通过加速电场： 22 1mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量： 2 02 2022212121V L md qU V L m qE at y = == 粒子通过偏转电场的偏转角 20 mdv qUL v v tg x y = = θ 8、电容器的电容： c Q U = 电容器的带电量： Q=cU 平行板电容器的电容： kd S c πε4= 电压不变 电量不变
（二）直流电路 1、电流强度的定义：I = 微观式：I=nevs (n 是单位体积电子个数，) 2、电阻定律： 电阻率ρ：只与导体材料性质和温度有关，与导体横截面积和长度无关。 单位：Ω·m 3、串联电路总电阻： R=R 1+R 2+R 3 电压分配 2 12 1R R U U =，U R R R U 2 11 1 += 功率分配 2 12 1R R P P =，P R R R P 2 11 1+= 4、并联电路总电阻： 3 2 1 1111R R R R ++= （并联的总电阻比任何一个分电阻小） 两个电阻并联 2 121R R R R R += 并联电路电流分配 122 1 I R I R =，I 1= I R R R 2 12 + 并联电路功率分配 1 22 1R R P P =，P R R R P 2 12 1+= 5、欧姆定律：（1）部分电路欧姆定律： 变形：U=IR （2）闭合电路欧姆定律：I = r R E + Ir U E += E r 路端电压：U = E -I r= IR 输出功率： = IE -I r = （R = r 输出功率最大） R 电源热功率： 电源效率： =E U = R R+r 6、电功和电功率： 电功：W=IUt 焦耳定律（电热）Q= 电功率 P=IU 纯电阻电路：W=IUt= P=IU 非纯电阻电路：W=IUt > P=IU > S l R ρ=
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例3-1 【新课标全国Ⅰ】关于通电直导线在匀强磁场中所受的安培力，下列说法正确的是（）。 A 安培力的方向可以不垂直于直导线 B 安培力的方向总是垂直于磁场的方向 C 安培力的大小与通电直导线和磁场方向的夹角无关 D 将直导线从中点折成直角，安培力的大小一定变为原来的一半 例3-2 图中装置可演示磁场对通电导线的作用．电磁铁上、下两磁极之间某一水平面内固定两条平行金属 导轨，是置于导轨上并与导轨垂直的金属杆。当电磁铁线圈两端、，导轨两端、， 分别接到两个不流电源上时，便在导轨上滑动。下列说法正确的是（）。 A若接正极，接负极，接正极，接负极，则向右滑动B若接正极，接负极，接负极， 接正极，则向右滑动 C若接负极，接正极，接正极，接负极，则向左滑动D若接负极，接正极，接负极，接正极，则向左滑动 例3-3 如图所示，磁感应强度大小为的匀强磁场方向斜向右上方，与水平方向所夹 的锐角为45°。将一个34金属圆环置于磁场中，圆环的圆心为，半径为，两条半径 和0 相互垂直，且沿水平方向。当圆环中通以电流I时，圆环受到的安培力大小为（）。 A 2 B 32 CD 2 例3-4 如图所示，边长为的等边三角形导体框是由3根电阻均为 3 的导体棒构成， 磁感应强度为的匀强磁场垂直导体框所在平面，导体框两顶点与电动势为,内阻为 的电源用电阻可忽略的导线相连，则整个线框受到的安培力大小为（）。 A 0B3 C2 D 例4-1 如图所示，在倾角为的光滑斜面上，垂直斜面放置一根长为、质量为的直导体棒，当通以图示方向电流I时，欲使导体棒静止在斜面上，可加一平行于纸面的匀强磁场，当外加匀强磁场的磁感应强度的方向由垂直斜面向上沿逆时针方向转至水平向左的过程中，下列说法中正确的是（）。 A 此过程中磁感应强度逐渐增大 B 此过程中磁感应强度先减小后增大 C 此过程中磁感应强度的最小值为sin D 此过程中磁感应强度的最大值为 tan 例4-2 【上海卷】如图所示，质量为、长度为的直导线用两绝缘细线悬挂于、′， 并处于匀强磁场中，当导线中通以沿正方向的电流，且导线保持静止时悬线与 竖直方向夹角为。磁感应强度方向和大小可能为（）。 A 正向，tan B 正向， C 负向，tan D 延悬线向上，sin 例4-3 【新课标全国Ⅰ卷】如图，一长为10 的金属棒用两个完全相同的弹 簧水平地悬挂在匀强磁场中，磁场的磁感应强度大小为0.1 ，方向垂直于纸面向里；弹簧上端固定，下端 与金属棒绝缘。金属棒通过开关与一电动势为12 的电池相连，电路总电阻为2Ω。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5 ；闭合开关，系统重新平衡后，两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3 ，重力加速度大小取10 / 2。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向，并 求出金属棒的质量。 例5-1 如图所示，一个长方形线框静止放在同一平面内直导线附近，线框可以自由移动， 直导线固定不动。当直导线和线框中分别通以图示方向的恒定电流′和时，则线框的受 力情况和运动情况是（）。 A 线框四个边受到安培力的作用 B 线框仅左边和右边受到安培力 C 线框向左运动 D 线框向右运动
高中物理第2章交变电流7电能的输送教师用书教科版选修3-2
7．电能的输送 1．两种损失比较 2.(1)由r ＝ρl S 知，导线一般选铝为材料，ρ一定，在导线长度l 确定情况下，要减小电阻，只能通过增大输电线的横截面积，这种方法给架设施工带来困难． (2)由P ＝UI 知，输送电功率不变的前提下，提高输电电压，会减小输电电流，从而减小导线上的发热损失和电压损失．这是降低两种损耗的有效途径． [再判断] (1)由P ＝UI 知，功率损耗与电流成正比．(×) (2)电能的损耗受电流的影响比受电阻的影响更为显著．(√) (3)减小输电线电阻是降低电能损耗的最佳途径．(×) [后思考] 电能输送中，U 为输电电压，r 为输电线电阻，则输电线中电流为I ＝U r 对不对，为什么？ 【提示】 不对，因为U 是输电电压，而不是输电线上损失的电压ΔU ，输电线中电流应为I ＝ΔU r .
[合作探讨] 探讨1：“提高电压，降低电流”与欧姆定律矛盾吗？ 【提示】 不矛盾．欧姆定律是对纯电阻耗能元件而成立的定律，而“提高电压，降低电流”是从输送角度，由P ＝IU ，且在P 一定的条件下得出的结论，两者没有联系． 探讨2：减少输电线上的功率损失为什么要依靠高压输电？ 【提示】 (1)电阻R ＝ρL S 告诉我们，在输电距离L 一定、选用电阻率ρ较小的铜或铝作导线后，必须增大导线的横截面积．但这样会耗费大量的金属材料，输电线太重也会给架设带来困难． (2)在线路和输送功率P 不变时，P ＝UI 告诉我们提高输电电压可大大减少功率损失． [核心点击] 1．功率损失的原因 在电能输送过程中，电流流过输电线时，因输电线有电阻而发热，电能必有一部分转化为内能而损失掉． 2．功率损失的大小 (1)设输电导线的总电阻为R ，输电电流为I ，则损失功率为P 损＝I 2 R . (2)设输送的总电功率为P ，输电电压为U ，输电线的总长度为L ，横截面积为S ，电阻率为ρ，则输电电流I ＝P U ，输电线电阻R ＝ρL S ，所以输电线上的功率损失可表示为P 损＝ I 2R ＝? ?? ??P U 2·ρL S . 3．减小功率损失的方法 根据公式P 损＝I 2 R 可知，减小输电线路上功率损失的方法有两种： (1)减小电阻 据R ＝ρL S 判断， ①减小输电线的长度L ：由于输电距离一定，所以在实际中不可能通过减小L 来减小R . ②减小电阻率ρ：目前，一般用电阻率较小的铜或铝作为输电线材料． ③增大导线的横截面积S ：这要多耗费金属材料，增大成本，同时给输电线的架设带来很大的困难． (2)减小输电导线的电流I 据I ＝P U 判断， ①减小输送功率：在实际中不能通过用户少用或不用电来达到减少损耗的目的． ②提高输电电压U ：在输送电功率P 一定，输电线电阻一定的条件下，输电电压提高到